轉：Linux平臺gcc和動態共享庫的基礎知識
對大多數不從事Linux平臺C語言開發的人來說，GNU gcc的一套工具和Linux平臺的共享庫的使用還是十分陌生的，其實我也不太熟悉，姑且寫點基礎知識，權當做備忘吧。
一、GNU gcc的編譯工具用法
我們先來寫一個簡單的C程式：hello.c
#include <stdio.h>
void print_hello() {
printf("Hello World\n");
}
int main(int argc, char argv[]) {
print_hello();
定義了一個print_hello函式，呼叫main函式列印Hello World。
如何編譯它呢？
gcc -o hello -O2 hello.c
-o引數指定生成的可執行程式的檔名， -O2是優化級別。該命令會編譯生成hello可執行程式，看看這個檔案：ls -l hello
-rwxr-xr-x 1 robbin users 11939 2008-11-02 13:48 hello
有11KB大小。
看看他連結了哪些系統動態連結庫，用ldd命令：
ldd hello
輸出資訊為：
libc.so.6 => /lib64/tls/libc.so.6 (0x0000002a9566d000) /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000002a95556000)
libc是C語言標準函式庫，ld是動態連結器。
接著我們看看hello這個程式裡面有哪些符號，用nm命令：
nm hello
輸出：
00000000005008f8 A __bss_start
000000000040043c t call_gmon_start
......
00000000004004f0 T main
0000000000500658 d p.0
00000000004004e0 T print_hello
U
中間省略了一些，不過我們還是可以在符號表裡面找到函式定義。
hello有11KB，體積偏大，去處符號表可以給它瘦身，我們用strip命令：
strip hello然後再ls -l hello，輸出為：
-rwxr-xr-x 1 webuser users 4464 2008-11-02 13:56 hello只有4.4KB了，瘦身效果明顯！ 不過這次符號表再也看不到了，nm hello，輸出為：nm: hello: no symbols。
最後如果我們想從可執行程式裡面提取出來一點什麼文字資訊的話，還可以用strings命令：
strings hello
輸出資訊為：
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 SuSE libc.so.6 puts __libc_start_main __gmon_start__ GLIBC_2.2.5 t fff Hello World
友情提醒一下，如果你用Java寫一個HelloWorld.java，編譯以後你也可以用strings窺探一番。
二、動態共享庫怎麼使用
這次我們把hello.c拆開成為兩個檔案：hello.c和main.c。hello.c的程式碼是：
#include <stdio.h>
void print_hello() {
printf("Hello World\n");
}
而main.c的程式碼是：
int main(int argc, char argv[]) { print_hello(); return 0; }
hello.c是我們的動態共享庫，在hello.c裡面我們宣告和實現了各種公用的函式，最後main.c可以去呼叫這些公用函式。首先我們要把hello.c編譯成為動態共享庫：
gcc -o libhello.so -O2 -fPIC -shared hello.c
-fPIC引數宣告連結庫的程式碼段是可以共享的，-shared引數宣告編譯為共享庫。請注意這次我們編譯的共享庫的名字叫做libhello.so，這也是Linux共享庫的一個命名的慣例了：字尾使用so，而名稱使用libxxxx格式。
然後編譯main.c的時候，我們需要更多的引數讓gcc知道如何尋找共享庫：
gcc -o main -O2 -L. -lhello main.c
-L引數指定到哪個附加路徑下面去尋找共享庫，現在我們指定在當前目錄下面尋找；
-l引數指定連結到哪個共享庫上面，我們傳的引數hello，那麼gcc就會自動連結到libhello.so這個共享庫上面(注意我們上面說的libXXXX.so命名規則)；
-I引數指定到哪個附加路徑下面去尋找h檔案，這個我們沒有使用。
最後我們成功編譯好了main，執行一下，報錯：
找不到libhello.so這個共享庫，怎麼回事？這是因為libhello.so並不在作業系統預設的共享庫的路徑下面，我們可以臨時指定一下連結路徑：
export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH
這樣就成功了。我們用ldd main看一下：
libhello.so => ./libhello.so (0x0000002a9566d000) libc.so.6 => /lib64/tls/libc.so.6 (0x0000002a9576e000) /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000002a95556000)
這次main程式連結到了libhello.so這個共享庫上面。
三、關於Linux的動態共享庫的設定
可執行程式找不到要連結的動態共享庫，這是Linux上面編譯和執行程式很容易碰到的問題，通過上面的小例子，我們已經大致瞭解共享庫的一點基本原理，接下來我們要探討一下怎麼設定程式尋找動態共享庫的行為。
Linux作業系統上面的動態共享庫大致分為三類：
1、作業系統級別的共享庫和基礎的系統工具庫
比方說libc.so, libz.so,
libpthread.so等等，這些系統庫會被放在/lib和/usr/lib目錄下面，如果是64位作業系統，還會有/lib64和/usr
/lib64目錄。如果作業系統帶有圖形介面，那麼還會有/usr/X11R6/lib目錄，如果是64位作業系統，還有/usr/X11R6
/lib64目錄。此外還可能有其他特定Linux版本的系統庫目錄。
這些系統庫檔案的完整和版本的正確，確保了Linux上面各種程式能夠正常的執行。
2、應用程式級別的系統共享庫
並非作業系統自帶，但是可能被很多應用程式所共享的庫，一般會被放在/usr/local/lib和/usr/local/lib64這兩個目錄
下面。很多你自行編譯安裝的程式都會在編譯的時候自動把/usr/local/lib加入gcc的-L引數，而在執行的時候自動到/usr/local
/lib下面去尋找共享庫。
以上兩類的動態共享庫，應用程式會自動尋找到他們，並不需要你額外的設定和擔心。這是為什麼呢？
因為以上這些目錄預設就被加入到動態連結程式的搜尋路徑裡面了。Linux的系統共享庫搜尋路徑定義在/etc/ld.so.conf這個配置檔案裡面。
這個檔案的內容格式大致如下：
/usr/X11R6/lib64 /usr/X11R6/lib /usr/local/lib /lib64 /lib /usr/lib64 /usr/lib /usr/local/lib64 /usr/local/ImageMagick/lib
假設我們自己編譯安裝的ImageMagick圖形庫在/usr/local/ImageMagick目錄下面，並且希望其他應用程式都可以使用 ImageMagick的動態共享庫，那麼我們只需要把/usr/local/ImageMagick/lib目錄加入/etc/ld.so.conf文 件裡面，然後執行：ldconfig 命令即可。
ldcofig將搜尋以上所有的目錄，為共享庫建立一個快取檔案/etc/ld.so.cache。為了確認ldconfig已經搜尋到ImageMagick的庫，我們可以用上面介紹的strings命令從ld.so.cache裡面抽取文字資訊來檢查一下：
strings /etc/ld.so.cache | grep ImageMagick
輸出結果為：
/usr/local/ImageMagick/lib/libWand.so.10 /usr/local/ImageMagick/lib/libWand.so /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick.so.10 /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick.so /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick++.so.10 /usr/local/ImageMagick/lib/libMagick++.so
已經成功了！
3、應用程式獨享的動態共享庫
有很多共享庫只被特定的應用程式使用，那麼就沒有必要加入系統庫路徑，以免應用程式的共享庫之間發生版本衝突。因此Linux還可以通過設定環境
變數LD_LIBRARY_PATH來臨時指定應用程式的共享庫搜尋路徑，就像我們上面舉的那個例子一樣，我們可以在應用程式的啟動腳本里面預先設定
LD_LIBRARY_PATH，指定本應用程式附加的共享庫搜尋路徑，從而讓應用程式找到它。